Описания используемых микросхем.

Курсовая работа

 

Дисциплина: Схемотехника аналоговых электронных устройств

Тема: Измерительный УПТ

 

Выполнил студент гр. 3092/1 ________ М.В. Гоенко

 

Руководитель, доц. ________ А.Л. Борисенко

 

 

«_____» ___________2012г.

 

Санкт - Петербург

 

 

Техническое задание

Измерительный УПТ

Диапазон рабочих частот от 0 ГЦ до 100кГЦ.

Коэффициент усиления: К=1000 (регулируемый).

Динамический диапазон не хуже 100дБ (увеличение входного сигнала от минимального уровня 0,5 мкВ).

Нагрузка (внешняя) – 20 Ом.

Обзор методов решения и реализация.

В работе решено использовать стандартную схему двухкаскадного измерительного усилителя на базе трех ОУ. Первый каскад, состоящий из двух ОУ, в 1000 раз (регулируется) усиливает дифференциальный сигнал, а коэффициент передачи для синфазного напряжения равен 1. Следовательно, дифференциальный сигнал увеличивается на выходах первых усилителей без увеличения синфазного сигнала. Второй каскад, выполненный на ОУ, в

дифференциальном включении усиливает дифференциальный сигнал. Такая

схема имеет более высокий входной импеданс и обеспечивает большее усиление и лучший КОСС по сравнению со схемами на одном ОУ[4]. Кроме того, величина КОСС менее чувствительна к точности подбора резисторов, что становится заметной проблемой в схеме с двумя ОУ. Изменять коэффициент усиления схемы можно, изменяя сопротивление одного резистора, это не сказывается на входном импедансе и КОСС схемы[1], однако, пропорционального управления усилением таким способом добиться нельзя, получается G = 1 + 6kRG (управление усиления резистором RG).

Таким образом все описанное выше сам усилитель (далее просто усилитель).

Так же при проектировании возникли вопросы, связанные с малым значением внешней нагрузки (20 Ом), эту проблему решено устранить с помощью установки в схему усилителя (с коэффициентом усиления =2) изолирующего основной усилитель от низкоомной нагрузки – буферную схему (далее просто буфер).

Для реализации данного технического задания были выбраны две микросхемы: усилитель- INA103 и буфер- AD8079A.

Структурная схема.

Измерительный УПТ.

 

Описания используемых микросхем.

Описание INA103 [2]:

INA103 имеет очень низкий шум. За счет обратной связи схема достигает очень широкую полосу пропускания (прямоугольниками выделены значения из технического задания)

Также имеет превосходный динамический ответ. Это идеально для аудио сигналов низкого уровня, таких как сбалансированные микрофоны низкого импеданса. Широкое напряжение питания INA103 (9 - 25В).

Медная свинцовая структура обеспечивает превосходные тепловые характеристики.

Увеличение точно устанавливается одним внешним резистором:

.

Но есть ограничения на номиналы входного напряжения, а именно напряжение смещения входного напряжения задаются формулой (30 + 1200/усиление) мкВ(а нужно 0.5 мкВ), а при динамическом диапазоне 100дБ входное максимальное напряжение 50 мВ тоже допустимо не при максимальном усилении(1000*50 мВ =50В,из-за ограничения выходного напряжения 12В) таким образом реализовать динамический диапазон в полной мере не удалось, получилось около 80дБ.

Функциональная схема:

ПРИМЕНЕНИЯ:

Высококачественные микрофоны (заменяют трансформаторы)

Дифференциальные приемники

Усилители сигналов от различных датчиков напряжения.

Термопары.

Преобразователи моста.

Описание AD8079A [3].

Входное напряжение: от –Uпитания до +Uпитания(Uпитания=12В), удовлетваряет макс выходу усилителя 12В.При напряжении питания 12В выходной ток достигает 70мА, что при указанной в задании нагрузке 20 Ом (выходное напряжение=70*20мВ=1.4В) с запасом удовлетворяет выходному напряжению до 3.1В. Таким образом главная задача буфера выполняется с успехом. Если говорить о полосе пропускания то для большого сигнала полоса сужается до 100МГц, но этого хватает чтобы не «завалить» АЧХ усилителя, то есть на частотные характеристики усилителя установка буфера не повлияет.

Функциональная схема: используем одну часть микросхемы.

Принципиальная схема.

Измерительный УПТ.

 

Выводы.

В результате проделанной работы был разработан измерительный усилитель постоянного тока неудовлетворяющий техническому заданию лишь по динамическому диапазону 80дБ(нужно было 100дБ).

 

Список литературы:

1. http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/op/funop_12_1.htm

2. http://www.ti.com/lit/ds/symlink/ina103.pdf

3. http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD8079.pdf

4. http://lms.tpu.ru/pluginfile.php/52081/mod_resource/content/0/contents/4.pdf

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: